سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ انڈسٹری میں آلودگی کے ذرائع اور روک تھام

سیمی کنڈکٹر ڈیوائس کی تیاری میں بنیادی طور پر مجرد ڈیوائسز، انٹیگریٹڈ سرکٹس اور ان کی پیکیجنگ کے عمل شامل ہیں۔
سیمی کنڈکٹر کی پیداوار کو تین مراحل میں تقسیم کیا جاسکتا ہے: مصنوعات کے جسم کے مواد کی پیداوار، مصنوعاتویفرمینوفیکچرنگ اور ڈیوائس اسمبلی۔ ان میں سب سے زیادہ سنگین آلودگی پروڈکٹ ویفر کی تیاری کا مرحلہ ہے۔
آلودگی کو بنیادی طور پر گندے پانی، فضلہ گیس اور ٹھوس فضلہ میں تقسیم کیا جاتا ہے۔
چپ کی تیاری کا عمل:
سلکان ویفربیرونی پیسنے کے بعد - صفائی - آکسیڈیشن - یکساں مزاحمت - فوٹو لیتھوگرافی - ترقی - اینچنگ - بازی، آئن امپلانٹیشن - کیمیائی بخارات جمع - کیمیکل مکینیکل پالش - دھات کاری وغیرہ۔

گندا پانی
سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ اور پیکیجنگ ٹیسٹنگ کے ہر عمل کے مرحلے میں گندے پانی کی ایک بڑی مقدار پیدا ہوتی ہے، بنیادی طور پر تیزابی بنیاد کا گندا پانی، امونیا پر مشتمل گندا پانی اور نامیاتی گندا پانی۔

1. فلورین پر مشتمل گندا پانی:
ہائیڈرو فلورک ایسڈ اپنی آکسیڈائزنگ اور سنکنرن خصوصیات کی وجہ سے آکسیکرن اور اینچنگ کے عمل میں استعمال ہونے والا اہم سالوینٹ بن جاتا ہے۔ اس عمل میں فلورین پر مشتمل گندا پانی بنیادی طور پر چپ کی تیاری کے عمل میں پھیلاؤ کے عمل اور کیمیائی مکینیکل پالش کرنے کے عمل سے آتا ہے۔ سلیکون ویفرز اور متعلقہ برتنوں کی صفائی کے عمل میں ہائیڈروکلورک ایسڈ بھی کئی بار استعمال ہوتا ہے۔ یہ تمام عمل مخصوص اینچنگ ٹینک یا صفائی کے آلات میں مکمل کیے جاتے ہیں، لہذا فلورین پر مشتمل گندے پانی کو آزادانہ طور پر خارج کیا جا سکتا ہے۔ ارتکاز کے مطابق، اسے زیادہ ارتکاز فلورین پر مشتمل گندے پانی اور کم ارتکاز امونیا پر مشتمل گندے پانی میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ عام طور پر، اعلی ارتکاز امونیا پر مشتمل گندے پانی کا ارتکاز 100-1200 mg/L تک پہنچ سکتا ہے۔ زیادہ تر کمپنیاں گندے پانی کے اس حصے کو ایسے عمل کے لیے ری سائیکل کرتی ہیں جن کے لیے پانی کے اعلی معیار کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔
2. ایسڈ بیس کا گندا پانی:
انٹیگریٹڈ سرکٹ مینوفیکچرنگ کے عمل میں تقریباً ہر عمل کے لیے چپ کو صاف کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس وقت، انٹیگریٹڈ سرکٹ مینوفیکچرنگ کے عمل میں سلفیورک ایسڈ اور ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ سب سے زیادہ استعمال ہونے والے صفائی کے سیال ہیں۔ ایک ہی وقت میں، نائٹرک ایسڈ، ہائیڈروکلورک ایسڈ اور امونیا پانی جیسے ایسڈ بیس ری ایجنٹس بھی استعمال ہوتے ہیں۔
مینوفیکچرنگ کے عمل کا ایسڈ بیس گندا پانی بنیادی طور پر چپ کی تیاری کے عمل میں صفائی کے عمل سے آتا ہے۔ پیکیجنگ کے عمل میں، الیکٹروپلاٹنگ اور کیمیائی تجزیہ کے دوران چپ کو ایسڈ بیس سلوشن سے ٹریٹ کیا جاتا ہے۔ علاج کے بعد، اسے تیزابی بنیاد پر دھونے والا گندا پانی پیدا کرنے کے لیے خالص پانی سے دھونے کی ضرورت ہے۔ اس کے علاوہ، ایسڈ بیس ری ایجنٹس جیسے سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ اور ہائیڈروکلورک ایسڈ بھی خالص واٹر اسٹیشن میں اینیون اور کیٹیشن ریزنز کو دوبارہ پیدا کرنے کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں تاکہ تیزابی بنیاد کی تخلیق نو کے گندے پانی کو پیدا کیا جا سکے۔ ایسڈ بیس فضلہ گیس دھونے کے عمل کے دوران دھونے والا پانی بھی تیار ہوتا ہے۔ انٹیگریٹڈ سرکٹ مینوفیکچرنگ کمپنیوں میں، ایسڈ بیس گندے پانی کی مقدار خاص طور پر بڑی ہوتی ہے۔
3. نامیاتی گندا پانی:
مختلف پیداواری عمل کی وجہ سے، سیمی کنڈکٹر انڈسٹری میں استعمال ہونے والے نامیاتی سالوینٹس کی مقدار بہت مختلف ہے۔ تاہم، صفائی کے ایجنٹوں کے طور پر، نامیاتی سالوینٹس اب بھی مینوفیکچرنگ پیکیجنگ کے مختلف لنکس میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ کچھ سالوینٹس نامیاتی گندے پانی کا اخراج بن جاتے ہیں۔
4. دیگر گندے پانی:
سیمی کنڈکٹر پروڈکشن کے عمل کا اینچنگ عمل آلودگی سے پاک کرنے کے لیے بڑی مقدار میں امونیا، فلورین اور اعلیٰ پاکیزہ پانی کا استعمال کرے گا، اس طرح اعلی ارتکاز امونیا پر مشتمل گندے پانی کے اخراج کو پیدا کرے گا۔
سیمی کنڈکٹر پیکیجنگ کے عمل میں الیکٹروپلاٹنگ کے عمل کی ضرورت ہوتی ہے۔ الیکٹروپلاٹنگ کے بعد چپ کو صاف کرنے کی ضرورت ہے، اور اس عمل میں الیکٹروپلاٹنگ کی صفائی کا گندا پانی پیدا ہوگا۔ چونکہ کچھ دھاتیں الیکٹروپلاٹنگ میں استعمال ہوتی ہیں، اس لیے الیکٹروپلاٹنگ کی صفائی کرنے والے گندے پانی میں دھاتی آئن کا اخراج ہوگا، جیسے سیسہ، ٹن، ڈسک، زنک، ایلومینیم وغیرہ۔

فضلہ گیس
چونکہ سیمی کنڈکٹر کے عمل میں آپریٹنگ روم کی صفائی کے لیے بہت زیادہ تقاضے ہوتے ہیں، اس لیے عام طور پر پنکھے اس عمل کے دوران اتار چڑھاؤ سے پیدا ہونے والی مختلف قسم کی فضلہ گیسوں کو نکالنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ لہذا، سیمی کنڈکٹر صنعت میں فضلہ گیس کے اخراج کو بڑے اخراج کی مقدار اور کم اخراج کی حراستی کی خصوصیت ہے۔ فضلہ گیس کا اخراج بھی بنیادی طور پر غیر مستحکم ہوتا ہے۔
ان فضلہ گیسوں کے اخراج کو بنیادی طور پر چار اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: تیزابی گیس، الکلائن گیس، نامیاتی فضلہ گیس اور زہریلی گیس۔
1. ایسڈ بیس فضلہ گیس:
ایسڈ بیس فضلہ گیس بنیادی طور پر پھیلاؤ سے آتی ہے،سی وی ڈی، سی ایم پی اور ایچنگ کے عمل، جو ویفر کو صاف کرنے کے لیے ایسڈ بیس کلیننگ سلوشن کا استعمال کرتے ہیں۔
اس وقت، سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ کے عمل میں سب سے زیادہ استعمال ہونے والا کلیننگ سالوینٹس ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ اور سلفیورک ایسڈ کا مرکب ہے۔
ان عملوں میں پیدا ہونے والی فضلہ گیس میں تیزابی گیسیں شامل ہیں جیسے سلفیورک ایسڈ، ہائیڈرو فلورک ایسڈ، ہائیڈروکلورک ایسڈ، نائٹرک ایسڈ اور فاسفورک ایسڈ، اور الکلین گیس بنیادی طور پر امونیا ہے۔
2. نامیاتی فضلہ گیس:
نامیاتی فضلہ گیس بنیادی طور پر فوٹو لیتھوگرافی، ترقی، اینچنگ اور بازی جیسے عمل سے آتی ہے۔ ان عملوں میں، نامیاتی محلول (جیسے isopropyl الکحل) کو ویفر کی سطح کو صاف کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، اور اتار چڑھاؤ سے پیدا ہونے والی فضلہ گیس نامیاتی فضلہ گیس کے ذرائع میں سے ایک ہے۔
ایک ہی وقت میں، فوٹو لیتھوگرافی اور اینچنگ کے عمل میں استعمال ہونے والے فوٹو ریزسٹ (فوٹوریزسٹ) میں غیر مستحکم نامیاتی سالوینٹس ہوتے ہیں، جیسے بائٹل ایسیٹیٹ، جو ویفر پروسیسنگ کے عمل کے دوران فضا میں اتار چڑھاؤ پیدا کرتا ہے، جو نامیاتی فضلہ گیس کا ایک اور ذریعہ ہے۔
3. زہریلی فضلہ گیس:
زہریلا فضلہ گیس بنیادی طور پر کرسٹل ایپیٹیکسی، ڈرائی ایچنگ اور سی وی ڈی جیسے عمل سے آتی ہے۔ ان عملوں میں، ویفر کو پروسیس کرنے کے لیے مختلف قسم کی اعلیٰ پاکیزگی والی خصوصی گیسیں استعمال کی جاتی ہیں، جیسے کہ سلکان (SiHj)، فاسفورس (PH3)، کاربن ٹیٹرا کلورائیڈ (CFJ)، بورین، بوران ٹرائی آکسائیڈ، وغیرہ۔ کچھ خاص گیسیں زہریلی ہیں، asphyxiating اور corrosive.
ایک ہی وقت میں، سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ میں کیمیائی بخارات جمع ہونے کے بعد خشک اینچنگ اور صفائی کے عمل میں، مکمل آکسائیڈ (PFCS) گیس کی ایک بڑی مقدار کی ضرورت ہوتی ہے، جیسے NFS، C2F&CR، C3FS، CHF3، SF6، وغیرہ۔ یہ پرفلورینیٹڈ مرکبات اورکت روشنی کے علاقے میں مضبوط جذب ہے اور ایک طویل وقت کے لئے ماحول میں رہنا. انہیں عام طور پر عالمی گرین ہاؤس اثر کا بنیادی ذریعہ سمجھا جاتا ہے۔
4. پیکجنگ کا عمل فضلہ گیس:
سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ کے عمل کے مقابلے میں، سیمی کنڈکٹر پیکیجنگ کے عمل سے پیدا ہونے والی فضلہ گیس نسبتاً آسان ہے، بنیادی طور پر تیزابی گیس، ایپوکسی رال اور دھول۔
تیزابی فضلہ گیس بنیادی طور پر الیکٹروپلاٹنگ جیسے عمل میں پیدا ہوتی ہے۔
پروڈکٹ کو پیسٹ کرنے اور سیل کرنے کے بعد بیکنگ کے عمل میں بیکنگ ویسٹ گیس پیدا ہوتی ہے۔
ڈائسنگ مشین ویفر کاٹنے کے عمل کے دوران ٹریس سلکان ڈسٹ پر مشتمل فضلہ گیس پیدا کرتی ہے۔

ماحولیاتی آلودگی کے مسائل
سیمی کنڈکٹر انڈسٹری میں ماحولیاتی آلودگی کے مسائل کے لیے، جن اہم مسائل کو حل کرنے کی ضرورت ہے وہ ہیں:
فوٹو لیتھوگرافی کے عمل میں فضائی آلودگی اور غیر مستحکم نامیاتی مرکبات (VOCs) کا بڑے پیمانے پر اخراج؛
پلازما اینچنگ اور کیمیائی بخارات جمع کرنے کے عمل میں پرفلورینیٹڈ مرکبات (PFCS) کا اخراج؛
· پیداوار میں توانائی اور پانی کی بڑے پیمانے پر کھپت اور کارکنوں کی حفاظت؛
· ضمنی مصنوعات کی ری سائیکلنگ اور آلودگی کی نگرانی؛
· پیکیجنگ کے عمل میں خطرناک کیمیکل استعمال کرنے کے مسائل۔

صاف پیداوار
سیمی کنڈکٹر ڈیوائس کلین پروڈکشن ٹیکنالوجی کو خام مال، عمل اور عمل کے کنٹرول کے پہلوؤں سے بہتر بنایا جا سکتا ہے۔

خام مال اور توانائی کو بہتر بنانا
سب سے پہلے، نجاست اور ذرات کے تعارف کو کم کرنے کے لیے مواد کی پاکیزگی کو سختی سے کنٹرول کیا جانا چاہیے۔
دوم، مختلف درجہ حرارت، رساو کا پتہ لگانے، کمپن، ہائی وولٹیج الیکٹرک شاک اور دیگر ٹیسٹ آنے والے اجزاء یا نیم تیار شدہ مصنوعات کو پیداوار میں ڈالنے سے پہلے کئے جانے چاہئیں۔
اس کے علاوہ، معاون مواد کی پاکیزگی کو سختی سے کنٹرول کیا جانا چاہئے. نسبتاً بہت سی ٹیکنالوجیز ہیں جو توانائی کی صاف پیداوار کے لیے استعمال کی جا سکتی ہیں۔

پیداوار کے عمل کو بہتر بنائیں
سیمی کنڈکٹر انڈسٹری خود عمل ٹیکنالوجی میں بہتری کے ذریعے ماحول پر اپنے اثرات کو کم کرنے کی کوشش کرتی ہے۔
مثال کے طور پر، 1970 کی دہائی میں، نامیاتی سالوینٹس بنیادی طور پر انٹیگریٹڈ سرکٹ کلیننگ ٹیکنالوجی میں ویفرز کو صاف کرنے کے لیے استعمال کیے جاتے تھے۔ 1980 کی دہائی میں، تیزاب اور الکلی محلول جیسے سلفیورک ایسڈ کو ویفرز کو صاف کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا تھا۔ 1990 کی دہائی تک، پلازما آکسیجن کی صفائی کی ٹیکنالوجی تیار کی گئی تھی۔
پیکیجنگ کے لحاظ سے، زیادہ تر کمپنیاں اس وقت الیکٹروپلاٹنگ ٹیکنالوجی کا استعمال کرتی ہیں، جو ماحول کو بھاری دھاتوں کی آلودگی کا سبب بنتی ہے۔
تاہم، شنگھائی میں پیکیجنگ پلانٹس اب الیکٹروپلاٹنگ ٹیکنالوجی کا استعمال نہیں کرتے ہیں، لہذا ماحول پر بھاری دھاتوں کا کوئی اثر نہیں ہوتا ہے۔ یہ پایا جا سکتا ہے کہ سیمی کنڈکٹر انڈسٹری عمل میں بہتری اور کیمیائی متبادل کے ذریعے ماحول پر اپنے اثرات کو بتدریج کم کر رہی ہے، جو کہ ماحول پر مبنی پروڈکٹ ڈیزائن کی وکالت کے موجودہ عالمی رجحان کی بھی پیروی کرتی ہے۔

اس وقت، مقامی عمل میں مزید بہتری کی جا رہی ہے، بشمول:
تمام امونیم پی ایف سی ایس گیس کی تبدیلی اور کمی، جیسے پی ایف سی گیس کا استعمال کم گرین ہاؤس اثر والی گیس کو ہائی گرین ہاؤس اثر سے تبدیل کرنا، جیسے عمل کے بہاؤ کو بہتر بنانا اور اس عمل میں استعمال ہونے والی پی ایف سی ایس گیس کی مقدار کو کم کرنا؛
· صفائی کے عمل میں استعمال ہونے والے کیمیائی صفائی ایجنٹوں کی مقدار کو کم کرنے کے لیے ملٹی ویفر کی صفائی کو سنگل ویفر کی صفائی میں بہتر بنانا۔
· سخت عمل کنٹرول:
a مینوفیکچرنگ کے عمل کے آٹومیشن کا احساس کریں، جو عین مطابق پروسیسنگ اور بیچ کی پیداوار کا احساس کر سکتا ہے، اور دستی آپریشن کی اعلی غلطی کی شرح کو کم کر سکتا ہے؛
ب انتہائی صاف عمل ماحولیاتی عوامل، تقریباً 5 فیصد یا اس سے کم پیداوار کا نقصان لوگوں اور ماحول کی وجہ سے ہوتا ہے۔ الٹرا کلین عمل ماحولیاتی عوامل میں بنیادی طور پر ہوا کی صفائی، اعلیٰ پاکیزگی کا پانی، کمپریسڈ ہوا، CO2، N2، درجہ حرارت، نمی وغیرہ شامل ہیں۔ ایک صاف ورکشاپ کی صفائی کی سطح کو اکثر ذرات کی زیادہ سے زیادہ تعداد سے ماپا جاتا ہے۔ ہوا، یعنی ذرات کی گنتی کا ارتکاز؛
c پتہ لگانے کو مضبوط بنائیں، اور پروڈکشن کے عمل کے دوران بڑی مقدار میں فضلہ والے ورک سٹیشنوں پر پتہ لگانے کے لیے مناسب کلیدی نکات کا انتخاب کریں۔

 

مزید بحث کے لئے ہم سے ملنے کے لئے پوری دنیا سے کسی بھی صارفین کا خیرمقدم کریں!

https://www.vet-china.com/

https://www.facebook.com/people/Ningbo-Miami-Advanced-Material-Technology-Co-Ltd/100085673110923/

https://www.linkedin.com/company/100890232/admin/page-posts/published/

https://www.youtube.com/@user-oo9nl2qp6j